南宁城市空气污染效应与土地利用格局的耦合关系

发布时间：2020-06-05 18:21

【摘要】：在未来的城市发展过程中,预计城市扩张、水域变化等生态过程会大幅改变全球土地利用模式,进而有可能引起环境的变化以及城市景观格局的演变,从而影响人类社会的可持续发展。由此产生的全球土地覆盖和土地利用变化(LUCC)有可能对大气成分产生重大影响,但由于气候、二氧化碳、空气污染物和植被之间复杂的相互作用,其影响程度甚至是影响的迹象仍然非常不确定,造成对未来空气质量准确预测的困难。本研究以南宁城市为对象,利用地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术,分别采取2期(2009年和2013年)南宁城市遥感影像,利用Erdas软件对合成影像进行几何校正、裁剪、影像融合等处理后,根据研究区范围内(40799.28公顷)土地利用/覆盖特征,将预处理后的合成影像分为建设用地、裸地、耕地、水域、绿地等5类土地利用类型。利用Fragstats软件进行景观格局指数的计算,从而分析南宁城市景观格局的演变。利用2期空气质量监测数据(NO2、S02、PM10的月均和年均浓度),探讨南宁城市空气污染效应与土地利用格局的耦合关系。研究结果表明:(1)2009年至2013年五年间,研究区内建设用地、裸地面积明显增加,而耕地面积大幅减少,水域、绿地面积也有不同程度的下降。耕地逐渐转化成建设用地和待建设的裸地,破碎化的小型水体和绿地被城市建设所占用。(2)五年间,南宁城市一直处于较高城市化水平,景观破碎化程度与斑块聚集度增强,小斑块合并或消失,景观异质性降低。(3)五年间,研究区范围内二氧化硫(S02)、二氧化氮(N02)、可吸入颗粒物浓度(PM10)浓度季节分布明显,因此年均污染物浓度在各个监测点均变化不大。同时,除二氧化硫外,二氧化氮、可吸入颗粒物浓度均有较大幅度提高。(4)2009年与2013年二氧化硫浓度与二氧化氮浓度的空间分布特征均与土地利用/覆被类型之间存在显著的相关性(P0.05),具有一定的耦合关系。但可吸入颗粒物空间分布不稳定,与土地利用/覆被类型之间的关系不显著。其中,二氧化硫在建设用地、水域、耕地上的浓度较高,这与建设用地的污染源较多以及城镇工业排放有关,而水体对于二氧化硫的吸收净化能力较弱;二氧化氮在建设用地以及水域浓度较高,这与其污染源以及水域吸收净化能力较弱有关;二氧化硫与二氧化氮在绿地、裸地上浓度较低,这与绿地植被的吸收净化能力以及裸地污染源较少有关;可吸入颗粒物的浓度空间分布不稳定,与其受城市建设的影响较强有关。(5)研究区范围内,景观空间格局的变化与空气污染浓度空间分布特征之间相关性不显著(P0.05),这与已有的研究结果不同,可能与本研究区为非工业城市而空气污染程度较低有关。
【图文】：

示意图,地理位置,片区,示意图

岭片区、友爱北湖片区、市中心朝阳片区、西乡塘大学路片区、良庆玉洞片区、东盟商逡逑务片区、沙井片区等几个片区以及南宁外环高速包围的区域，总研宄范围面积４０７９９．２８逡逑公顷（图２－１）。逡逑ｊｆ逦三塘逡逑Ｖｒ－；邋、逡逑广一〈＿逦ＳＳＴ、、，一逡逑＼邋喊，逦逡逑＼逦？逦逦＼ｉ逡逑市中＾Ｓ？片区逦里逡逑、、勘邋１逦一邋．邋ｊ逦灥N希板危义希垮澹桑㈠义稀我奔さ懔铄紊郑珏危縉B逡逑４＾逦？４？Ｖｆ逡逑图２－１研究区地理位置示意图逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｔｈｅ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ａｂｏｕｔ邋ｓｔｕｄｙ邋ａｒｅａ逡逑２．２遥感影像数据来源及预处理逡逑２．２．１卫星遥感数据来源逡逑本研宄所用卫星遥感数据均为地理空间数据云网站（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｓｃｌｏｕｄ．ｃｎ／）所下逡逑载，所有数据皆选自美国Ｌａｎｄｓａｔ卫星遥感数据。由于Ｌａｎｄｓａｔ８号卫星发射于２０１３年２逡逑月，因此本研究２００９年的遥感影像来自于Ｌａｎｄｓａｔ５，邋Ｌａｎｄｓａｔ５发射于１９８４年３月，是逡逑在轨运行时间最长、应用最为广泛、成效最为显著的遥感信息源，最高分辨率为３０米，，逡逑最低分辨率为１２０米。数据采集时间为２００９年１０月６日，云量为０。其中条带号为１２５，逡逑行编号为４４，中心经度为１０８．９２６９，中心炜度为２３．１２２２，遥感影像数据清晰。２０１３年逡逑的遥感影像来自于Ｌａｎｄｓａｔ７，其发射于１９９９年４月，数据质量优越，最高分辨率为全逡逑色波段１５米

分类图,土地利用分类

３．１．１研究区范围内土地利用／覆被现状动态变化逡逑通过Ｅｒｄａｓ软件将研究区范围土地进行监督分类，获取南宁城市研究区范围２００９逡逑年与２０１３年两个年份城市土地利用分类图（图３－１）．将土地利用分类图导入Ａｒｃｇｉｓ中，逡逑将栅格数据转换成矢量数据，计算出研究区的土地总面积与两个年份不同土地利用类型逡逑的总面积（表３－１）。逡逑２００９年土地利用分类图邋ｗ逦２０１３年土地利用分类图邋ｗ逡逑ｌ＾ｉｉ｜逡逑Ｈ邋Ｋ地逦０邋．６邋１逦２逦３逦４逦＊－逦０邋５邋１逦２逦３逦４逡逑ｍ逦■…．逦？＝—逡逑图３－１邋２００９年与２０１３年土地利用分类图逡逑Ｆｉｇ．邋３－１邋Ｌａｎｄ邋Ｕｓｅ邋Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｆｏｒ邋２００９邋ａｎｄ邋２０１３逡逑表３－１邋２００９－２０１３年土地利用类型的面积逡逑Ｔａｂｌｅ邋３－１邋Ａｒｅａ邋ｏｆ邋Ｌａｎｄ邋Ｕｓｅ邋Ｔｙｐｅｓ邋２００９－２０１３逡逑年份（年）各类土地利用／覆被面积（公顷）逦合计（公逡逑水域逦耕地逦裸地逦绿地逦建设用地顷）逡逑２００９逦３４１３．５８逦１２５２８．５７逦１０９０．１１逦８２３０．３４逦１５５３６．６８逦４０７９９．２８逡逑２０１３逦２４２２．５５逦５８７１．２２逦３３８３．３６逦６７１３．５８逦２２４０８．５６逦４０７９９．２８逡逑由图３－１和表３－１可知，研究区范围内土地利用总面积为４０７９９．２８公顷，其中，建逡逑设用地面积最大，为１５５３６．６８公顷，因为研究区范围主要是城市建成区，居民地和道路逡逑１５逡逑
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X51;F301.24

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